Хаитов P.M., Игнатьева Г.Л. Иммунология

Подождите немного. Документ загружается.

ны для распознавания любого антигена только в комплексе

со своими молекулами МНС, а на трансплантате экспресси-

рованы чужие

МНС.

Следовательно, естественно было бы,

если бы

Та

β реципиента не замечали присутствие трансплан-

тата. Так и есть: 90—99 % Т-лимфоцитов реципиента не заме-

чают присутствия трансплантата. Но 1—10 % Т-лимфоцитов

ошибаются и принимают чужие молекулы МНС за свои (то,

что называют перекрестной реактивностью) и активируются

на продуктивный иммунный ответ. Именно поэтому эти мо-

лекулы клеточных мембран были открыты как главные, из-за

которых происходит отторжение трансплантата. Если приме-

нительно к другим иммунным ответам собственно антигеном

считают пептид (ибо их неограниченно много), а МНС —

облигатным объектом распознавания, но всего лишь «рамкой»

(ибо их максимум 12 вариантов у каждого организма), то при

отторжении трансплантата активация лимфоцита инициирует-

ся именно связыванием с «рамкой» и уж заодно с пептидом.

Молекулы МНС потому главные при отторжении, что на них

Т-лимфоциты реагируют, как на суперантигены,

поликлоналъ-

но:

1—10 % от общего числа — это много по сравнению с

нормальной частотой антигенспецифичных

Τα/5

—

10Λ

Методы подбора доноров и реципиентов по похожести их

МНС либо несовершенны (если это серотипирование), либо

более совершенные по качеству методы генотипирования по-

казывают крайне низкую вероятность совпадения по МНС

между неродственниками.

Но даже если на моделях на мышах используют в качестве

донора и реципиента особей из линий, несингенных, но

тождественных по МНС, то трансплантат всегда отторгается.

Потому, что есть еще и так называемые минорные антигены

гистосовместимости. Что это такое? Подробные эксперимен-

тальные исследования показали, что на минорные антигены

реагируют исключительно

CD8

Т-лимфоциты, следователь-

но, минорные антигены — это пептиды, связанные с моле-

кулами MHC-I, т.е. реакции

CD8

Т-лимфоцитов на минор-

ные антигены вполне аналогичны реакциям на вирусные ин-

фекции. Теперь вспомним, откуда берутся пептиды, которые

попадают в комплексы с молекулами MHC-I. Они берутся из

цитозоля клетки как продукты катаболизма в протеосомах

самых разных клеточных белков. Следовательно, минорные

антигены гистосовместимости — это практически любые бел-

ки организма. Типирование по всем белкам организмов доно-

ра и реципиента провести нельзя. Следовательно, в конкрет-

ных ситуациях при самом тщательном подборе донора и ре-

ципиента по МНС может встретиться такой минорный(ые)

антиген(ы), на который разовьется сильный иммунный ответ.

Так оно в клинической практике и бывает. Поэтому клини-

ческий результат трансплантации реально определяется в

221

большей степени медикаментозной иммунодепрессией, чем

подбором донора и реципиента по генам/антигенам гистосов-

местимости.

Особым случаем является пересадка костного мозга или

органов и тканей, содержащих много профессиональных ан-

тигенпредставляющих клеток. Как мы уже говорили в разделе

о толерантности, чтобы произошла продуктивная активация

Т-лимфоцита, он должен, кроме антигена (лиганда для TCR),

связать все необходимые и достаточные костимуляторные

молекулы, которые есть только на профессиональных анти-

генпредставляющих клетках. В случаях пересадок кроветворных

тканей отторжение МНС-совместимого трансплантата мо-

жет произойти быстрее, чем МНС-несовместимого, потому что

Т-лимфоциты

реципиента будут эффективнее работать с ан-

тигенпредставляющими клетками донорского происхождения

(как с «родными» по

МНС).

Опыты на конгенных мышах позволили сделать весьма

значимое наблюдение. Если трансплантат совпадает с реци-

пиентом по МНС, но не совпадает по минорным антигенам

гистосовместимости и из такого трансплантата удалить анти-

генпредставляющие клетки, то такой трансплантат отторгнет-

ся гораздо быстрее, чем в аналогичных условиях другой транс-

плантат, который не совпадает с реципиентом по МНС, но

совпадает по минорным антигенам. Это говорит о том, что в

организме реципиента вокруг трансплантата идут такие про-

цессы, при которых антигенпредставляющие клетки реципи-

ента подхватывают белки из трансплантата, причем более эф-

фективно растворимые белки, чем мембранные (как МНС),

и запускают на них иммунный ответ реципиента. Когда анти-

генпредставляющие клетки

донорские,

то большинство Т-лим-

фоцитов реципиента «не видят» антигенов из-за несовпаде-

ния донора и реципиента по МНС.

Тем не менее в случае солидных тканевых трансплантатов

иммунный ответ Т-лимфоцитов реципиента инициируют ан-

тигенпредставляющие клетки донора: они покидают транс-

плантат, мигрируют в регионарные лимфатические узлы, где

и инициируют иммунный ответ. В экспериментах, если транс-

плантат помещают в место, лишенное лимфатического дрена-

жа (иммунологически привилегированные места), то иммун-

ного ответа на трансплантат нет.

Иммунологически привилегированные места в организме.

В интактном организме есть такие анатомические места, что

если в них хирургически аккуратно вживляется донорский

трансплантат, то реакции отторжения при определенных ус-

ловиях не развиваются. Эти места назвали иммунологически

привилегированными. У человека такими местами являются

мозг, передняя камера глаза, матка (плод), тестикулы. Пер-

воначальное предположение о том, что антигены этих тканей

222

не покидают своих мест и недоступны для распознавания Т-лим~

фоцитами, не подтвердилось: антигены тканей из привиле-

гированных мест покидают их, но действительно не совсем

так, как из всех остальных мест в организме: во-первых,

минуя классический лимфатический дренаж; во-вторых, есть

особенность барьеров (причем, вероятно, со стороны не со-

единительнотканных структур, а функциональной паренхи-

мы), отграничивающих иммунологически привилегированные

места, состоящая в том, что их клетки продуцируют имму-

носупрессорные цитокины, а именно

TGF-β,

и/или экспрес-

сируют много Fas-лиганда, убивающего приблизившийся лим-

фоцит.

С клинической точки зрения существенно, что именно

ткани из иммунологически привилегированных мест статис-

тически чаще прочих становятся объектом аутоиммунного

повреждения, например, демиелинизирующие заболевания

мозга, включая рассеянный склероз, или симпатическая оф-

тальмия. Что касается рассеянного склероза, при котором

антигеном для аутоиммунной атаки является основный про-

теин миелина (МБР — myelin basic protein), то определен-

ную информацию о его патогенезе позволили получить опы-

ты на мышах, трансгенных

по

TCR, который специфичен к

МБР.

В организме таких мышей все Т-лимфоциты специфич-

ны к

МБР,

присутствуют в нормальных количествах, но

мыши в «спокойном» состоянии не болеют. Однако если та-

ких мышей проиммунизировать искусственно МБР с адъюван-

том, то у них быстро разовьется полная клиническая карти-

на энцефаломиелита (модель рассеянного склероза на грызу-

нах). Это говорит о том, что к антигенам из привилегирован-

ных мест (в данном случае мозга) не устанавливается имму-

нологическая толерантность ни по механизму

делеции

клона,

ни по механизму анергии лимфоцитов. Поскольку основной

вывод из этих экспериментов состоит в том, что если неим-

мунные лимфоциты в норме не активируются к иммунному

ответу на антигены из привилегированных мест, то иммун-

ные лимфоциты легко проникают в эти места и реализуют

эффекторный иммунный ответ с альтерацией тканей.

Столь же показательна симпатическая офтальмия (sympa-

thetic ophthalmia). Это редкое аутоиммунное заболевание глаз:

если травмируется один глаз, то в результате может произой-

ти иммунизация лимфоцитов против тканей глаза. Если это

происходит, то от аутоиммунной атаки страдает не только

ранее травмированный глаз, но и оба глаза одинаково.

Наиболее защищенным от иммунной атаки семи-аллоген-

ным «трансплантатом» является плод в матке беременной

женщины. Хотя по иммунологии беременности выполнено

много работ, цельного представления об этом нет. Особого

«интеллектуального» беспокойства эта проблема не вызывает

223

потому, что в отличие от антропогенных трансплантаций бе-

ременность — природное явление и, следовательно, тут заве-

домо все «устроено» правильно. Беременность совсем не ана-

логична искусственным пересадкам органов: органы помеща-

ют непосредственно во внутреннюю среду организма, а плод

отделен от матери плацентой, обладающей уникальными свой-

ствами: на синцитиотрофобласте не экспрессированы класси-

ческие молекулы МНС; экспрессированы неполиморфные

неклассические молекулы МНС, которые, возможно, необ-

ходимы для «удержания» в правильном режиме работы боль-

шого числа

матери. Клетки плаценты продуцируют не-

сколько высокоактивных иммуносупрессорных цитокинов

(TGF-β,

IL-10,

IL-4). Если в эксперименте беременной сам-

ке вводить

IFN-y

и IL-12 (индукторы дифференцировки ТЫ),

то наступает резорбция плода. Кроме того, и в организме бе-

ременной женщины наступают существенные физиологичес-

кие сдвиги. Например, в опытах на мышах можно наблюдать,

что во время беременности самка не отторгает кожный лос-

кут отца своих эмбрионов, но после родов отторгнет его обя-

зательно.

7.9. Иммунная система и опухоли

В 60-х годах Ф.Бернет выдвинул гипотезу

о&шммунологичес-

ком надзоре (immune surveillance) применительно к опухолям.

Эта теоретически привлекательная гипотеза, однако, за про-

шедшие годы не нашла твердой фактической опоры ни в

клинике, ни в эксперименте. Злокачественные опухоли —

весьма распространенные заболевания (на 3-м месте после

инфекций и сердечно-сосудистых заболеваний среди причин

досрочной смерти человека). Поэтому существует огромный

практический материал, показывающий, что иммунологичес-

кий

контроль_имеет^отношение

опухолям далеко не всегда.

У^ыШёи^мутантов,

которых нет лимфоцитов (т.е. совсем

нет

"иммунной^

системы)7 частота возникновения опухолей

практически такая

же,,

как у мышей с иммунной системой.

Аналогично' происходит и у людей с врожденными иммуно-

дефицитами. Если у них и встречаются какие-либо опухоли

чаще, чем в среднем по популяции, то это вирусиндуциро-

ванные опухоли, т.е. по сути инфекции трансформирующими

вирусами. Инфекции — действительно основной природный

предмет иммунологического надзора. Пример такого заболева-

ния с синдромом иммунодефицита как атаксия-телеангиэкта-

зия, при котором действительно повышена частота новооб-

разований у пациентов, не является свидетельством существо-

вания иммунологического надзора за опухолями. Исследова-

ние молекулярного патогенеза этой нозологии показало, что

при ней имеется мутация в определенном гене, названном

224

ATM.

Этот

ген кодирует фермент, по структуре гомологичный

фосфатидил-инозитол-З'-киназе

_имеюший

прямое отноше-

ние к

контролю

проце<шйв^дш:очнсда-цжсла,

т.е. к пролифе-

рации клеток, а также к рекомбинации ДНК. Это и объясня-

ет повышенную частоту клеточных трансформаций при атак-

сии-тедеангиэктазии.

Опухоли настолько гетерогенны по этиологии и конкрет-

ным свойствам, что можно сказать они индивидуальны, как

сам пациент, или даже более, чем пациент. Эксперименталь-

ная иммунология более 100 лет работает с опухолями. За эти

годы идентифицированы единицы так называемых опухоль-

специфичных трансплантационных антигенов или антигенов,

которые могут быть распознаны иммунной системой и иммун-

ный ответ на которые может закончиться отторжением опу-

холи (табл. 7.14). Наиболее охарактеризованные из этих анти-

генов — антигены меланомы и так называемый

муцин-1

(MUC-1),

обнаруживаемый на клетках рака молочной желе-

зы и поджелудочной железы.

Опухоль развивается из своих клеток и с самого начала во

внутренней среде, поэтому понятно, что иммунному ответу да-

леко

не_всееда

есть-4*а^чте—развиваться,

да и условий для

доиммунного воспаления нет. Немногие известные опухольас-

социированные антигены представляют из себя следующее:

• вирусные антигены (тогда это злокачественная вирусная

инфекция);

• эмбриональные антигены;

• нормальные клеточные белки, но в состоянии оверэкс-

прессии (over-expression), т.е. в нормальных клетках эк-

спрессия таких белков минимальна, но при опухолевом

перерождении клетки белки начинают экспрессировать-

ся в больших количествах, достаточных для того, чтобы

быть распознанными Т-лимфоцитами.

• продукты мутантных онкогенов или проапоптозных бел-

ков.

Как мы помним, неиммунному лимфоциту, чтобы начать

иммунный ответ, недостаточно только связать свой антиген в

комплексе с молекулами МНС на той или иной клетке. Нуж-

ны еще все необходимые и достаточные молекулы костиму-

ляции. Если

представляющих клеток, то этих молекул

„костшщгяции

на

следует

иммшный_ответ^_пока

профёесдйнальные

антиген-

представляющие клетки не процессируют

опухольспецифич-

ные

антигены.

Обычно

^cjioBjra_wi5_3Toro_

от^тствхют.

Иногда в культуре опухолевых клеток

обнаруживают

силь-

ную иммуносупрессорную активность. Один из таких цитоки-

8-544 225

Таблица 7.14. Антигены опухолей, распознаваемые иммунной

системой

Тип антигена

Название

Характеристика

Тип опухолей, на

которых такие ан-

тигены могут быть

экспрессированы

Эмбриональные

Белки с нарушен-

ной посттранскрип-

ционной модифи-

кацией

Белки тканеспеци-

фичной дифферен-

цировки

Мутантный онко-

ген

Мутантный про-

апоптозный белок

(супрессор

опухо-

левого роста)

Fusion-протеин

Белки онковирусов

MAGE-1,

MAGE-3

MUC-1

Тиро-

зиназа

Ras

Р53

BCR-ABL

HPV

типа 16

(протеины

Е6, Е7)

Нормальный про-

теин тестикул

Недостаточно гли-

козилированный

муцин

Фермент синтеза

меланина

Белок клона

В-лим-

фоцитов

ГТФ-связываю-

щий белок, участ-

вующий в про-

ведении сигнала

внутрь клетки

Регулятор мито-

тического цикла

Гибридный белок

с активностью ти-

розинфосфатазы

Продукты вирус-

ных генов

Меланома; рак мо-

лочной железы;

глиома

Рак молочной же-

лезы; рак подже-

лудочной железы

Меланома

В-клеточные лим-

фомы

Многие опухоли

Опухоли легких,

молочной желе-

зы, желудочно-

кишечного тракта,

мозга,

1фоветвор-

ных тканей

Продуцируется

при транслокации

t(9; 22) (фила-

дельфийская хро-

мосома) при хро-

ническом миело-

лейкозе

Рак шейки матки

нов известен — это TGF-β. Другие охарактеризованы пока

недостаточно.

А1питела_клшухольспецифичным

антигенам как таковые в

большинстве случаев не

угнетают

^юст^опухолей.

Напротив,

они вызывают модуляцию антигенов с поверхности клеток.

226

Однако серьезные разработки ведутся по получению так на-

зываемых иммунотоксинов — ковалентных конъюгатов опу-

хольспецифичных

антител с ядами.

Понятие иммунотерапии опухолей, учитывая вышесказан-

ное, в большинстве случаев проблематично (если опухоль —

не объект "для иммунного распознавания). Тем не менее до

стадии клинических испытаний в настоящее время доведен

ряд предложений по иммунотерапии опухолей. Например, у

больного при хирургическом удалении опухоли берут его опу-

холевые клетки. In vitro в них трансфицируют гены костиму-

ляторных молекул — В7 и/или GM-CSF — и вводят опять

больному. Таким образом опухолевым клеткам пытаются при-

внести свойства профессиональных антигенпредставляющих

клеток в расчете на то, что в организме в таком случае мо-

жет

произойти

индукция противоопухолевого иммунного от-

вета. GM-CSF локально стимулирует лейкоциты общевоспа-

лительного назначения.

Что касается методик типа LAK (лимфокинактивированные

киллеры), то публикации на эту тему в последние годы прак-

тически прекратились в связи со статистически незначимыми

результатами. Суть методик такого рода «иммунотерапии» со-

стоит в

том^

что лимфоциты больного in vitro стимулируют

большими дозами IL-2 или смеси цитокинов из каких-либо

культуральных супернатантов с добавлением клеток или без

клеток собственной опухоли (или препаратов антигенов из

них). После такой стимуляции in vitro

аутолимфоциты

возвра-

щают внутривенно больному. Если после этого наблюдают

ремиссию опухоли, то практическая

статистика

показывает,

что частота ремиссии не коррелирует с

LAI^repjtroieft.

Весьма существенны успехи химиотерапии опухолей. Воз-

можно, есть перспективы у генетической терапии в плане

активизации проапоптозных генов избирательно

в_ощхолевых

клетках. ~~ " " '

™

Глава 8. ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

ИММУНИТЕТА

Эффекторные механизмы иммунитета состоят в том, что рас-

познавшие (связавшие) антиген рецепторы — TCR на поверх-

ности Т-лимфоцита и/или иммуноглобулины в растворе фи-

зически подводят связанный антиген к таким клеткам или

ферментам, которые специально предназначены для расщеп-

ления, окисления антигена до мелких метаболитов, которые

организм может вывести через свои системы выделения (поч-

ки, ЖКТ) (табл. 8.1).

8* 227

Таблица

S.I.

Взаимосвязи факторов лимфоцитарного иммунитета

с лейкоцитами — исполнителями деструкции антигенов

Факторы лим-

фоцитарного

иммунитета

Молекулярные

механизмы, опо-

средующие взаимо-

действие лимфоци-

тов с лейкоцита-

ми — исполните-

лями деструкции

Клетки

крови —

исполнители

деструкции

Механизмы

деструкции анти-

генов и собствен-

ных клеток и меж-

клеточного мат-

рикса, с которыми

антигены связаны

Иммуноглобу-

лины (антите-

ла)

— про-

дукты

В-лим-

фоцитов

IgM

IgG

IgE

АНТИТЕЛОЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТОРНЫЕ

МЕХАНИЗМЫ

IgM (а также

IgG3 и

IgGl)

составе иммун-

ных комплексов

фиксируют ком-

поненты компле-

мента

СЗЬ

С4Ь,

для кото-

рых есть рецеп-

торы на эритро-

цитах (CR1).

Эритроциты свя-

зывают иммун-

ные комплексы

и несут их на

себе в печень и

селезенку

На фагоцитах —

нейтрофилах и

макрофагах

.—

есть Fcy-рецеп-

торы, которые

связывают им-

мунные комп-

лексы

На NK есть Fcy-

рецепторы,

кото-

рые связывают

IgG, связавшие в

свою очередь ан-

тигены на поверх-

ности инфици-

рованных клеток

Высокоаффин-

ные рецепторы

для IgE —

FcfRI

Эритроциты

(как аффин-

ный сор-

бент) и мак-

рофаги пече-

ни и селе-

зенки

Фагоциты —

нейтрофилы

и макрофаги

Дендритные

клетки в по-

кровных

Макрофаги сину-

соидов печени и

селезенки фагоци-

тируют эритроци-

ты с иммунными

комплексами на

поверхности или

отдельно иммун-

ные комплексы и

расщепляют их

Фагоциты погло-

щают и расщепля-

ют иммунные

комплексы

NK убивают клет-

ку-мишень, инду-

цируя в ней апоп-

тоз. Мишень для

«нашли»

антитела

(АЗКЦТ)

Через

FciRI

денд-

ритные клетки

«улавливают» в

228

Продолжение таблицы

Факторы лим-

фоцитарного

иммунитета

Молекулярные

механизмы, опо-

средующие взаимо-

действие лимфоци-

тов с лейкоцита-

ми — исполните-

лями деструкции

Клетки

крови —

исполнители

деструкции

Механизмы

деструкции анти-

генов и собствен-

ных клеток и меж-

клеточного мат-

рикса, с которыми

антигены связаны

— есть на денд-

ритных клетках

Высокоаффин-

ные рецепторы

для

IgE

FcsRI

— есть на тучных

клетках, базофи-

лах и дендритных

клетках

Низкоаффинные

рецепторы для

IgE - FCERII -

есть на эозино-

филах

тканях

Тучные клет-

ки в покров-

ных тканях и

сосудистых

руслах.

Базофилы в

крови

Эозинофилы

покровных тканях

малые количества

антигенов (в том

числе и раствори-

мых), чем обеспе-

чивают

возмож-

ность иницииро-

вать иммунный

ответ на них

Связывание через

высокоаффинные

рецепторы для IgE

—

FceRI

— анти-

гена приводит к

дегрануляции ва-

зоактивных медиа-

торов из тучных

клеток и базофи-

лов, что обеспе-

чивает быстрое

развитие сосудис-

тых реакций (рас-

ширение сосудов,

экссудация сыво-

ротки) в тканях

или системно и

миоконстриктор-

ных реакций

(спазмы бронхов

и ЖКТ)

Эозинофилы свя-

зывают Fc-концы

IgE, уже связав-

шие свой антиген.

Типичные при-

родные инициато-

ры

IgE-ответа

—

гельминты. Эози-

нофил, вступив-

ший в такую

связь, начинает

синтезировать и

секретировать бел-

229

Продолжение таблицы

Факторы лим-

фоцитарного

иммунитета

Молекулярные

механизмы, опо-

средующие взаимо-

действие лимфоци-

тов с лейкоцита-

ми — исполните-

лями деструкции

Клетки

крови —

исполнители

деструкции

Механизмы

деструкции анти-

генов и собствен-

ных клеток и меж-

клеточного мат-

рикса, с которыми

антигены связаны

IgA

Субпопуляции

Т-лимФоцитов

CD8

ЦТЛ

ковые токсины

(ЕСР и др.), ко-

торые убивают

гельминта

(IgE-

опосредованная

АЗКЦТ)

Димеры IgA «пы-

таются» перехва-

тить антигены еще

во внешней среде

и не дать им всо-

саться

во внутрен-

нюю среду

Специальные ре-

цепторы для IgA

(секреторные ком-

поненты) есть на

энтероцитах и

эпителиальных

клетках других

слизистых.

Они

связывают моно-

меры IgA из кро-

ви, димеризуют

их и экскретиру-

ют их в просвет

органа в виде

димеров

Низкоаффинные Эозинофилы Эозинофилы свя-

рецепторы для зывают Fc-концы

IgA —

FcaRII

— IgA, уже связав-

есть на эозино- шие свой

антиген,

филах Эозинофил, всту-

пивший в такую

связь, начинает

синтезировать и

секретировать бел-

ковые

токсины

(ЕСР и др.), ко-

торые убивают

гельминта

(IgA-

опосредованная

АЗКЦТ)

АНТИТЕЛОНЕЗАВИСИМЫЕ ЭФФЕКТОРНЫЕ

МЕХАНИЗМЫ

1. Сами непос-

редственно свя-

зывают антигены

на поверхности

Гибель клеток-ми-

шеней по меха-

низму индуциро-

ванного апоптоза

230